18 vezes mais poder: pesquisadores do MIT desenvolveram células solares ultrafinas e leves

Por Adam Zewe, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, 22 de janeiro de 2023

As células solares de película fina pesam cerca de 100 vezes menos do que as células solares convencionais, gerando cerca de 18 vezes mais energia por quilograma. Crédito: Melanie Gonick, MIT

Uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma nova técnica para produzir células solares ultrafinas e leves que podem ser perfeitamente integradas em qualquer superfície.

Os engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) criaram novas células solares de tecido ultraleve, que podem transformar qualquer superfície em uma fonte de energia com facilidade e rapidez.

Essas células solares duráveis ​​e flexíveis, que são muito mais finas que um fio de cabelo humano, são coladas a um tecido forte e leve, tornando-as fáceis de instalar em uma superfície fixa. Eles podem fornecer energia em movimento como um tecido de energia vestível ou ser transportados e implantados rapidamente em locais remotos para assistência em emergências. Eles têm um centésimo do peso dos painéis solares convencionais, geram 18 vezes mais energia por quilo e são feitos de tintas semicondutoras usando processos de impressão que podem ser dimensionados no futuro para fabricação em grandes áreas.

Por serem tão finas e leves, essas células solares podem ser laminadas em muitas superfícies diferentes. Por exemplo, eles podem ser integrados às velas de um barco para fornecer energia no mar, aderidos a tendas e lonas que são implantadas em operações de recuperação de desastres ou aplicados nas asas de drones para estender seu alcance de vôo. Esta tecnologia solar leve pode ser facilmente integrada em ambientes construídos com necessidades mínimas de instalação.

Pesquisadores do MIT desenvolveram uma técnica de fabricação escalável para produzir células solares ultrafinas e leves que podem ser coladas em qualquer superfície. Crédito: Melanie Gonick, MIT

"The metrics used to evaluate a new solar cell technology are typically limited to their power conversion efficiency and their cost in dollars-per-watt. Just as important is integrability — the ease with which the new technology can be adapted. The lightweight solar fabrics enable integrability, providing impetus for the current work. We strive to accelerate solar adoption, given the present urgent need to deploy new carbon-free sources of energy," says Vladimir Bulović, the Fariborz Maseeh Chair in Emerging Technology, leader of the Organic and Nanostructured Electronics Laboratory (ONE Lab), director of MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT.nano e autor sênior de um novo artigo descrevendo o trabalho.

Juntando-se a Bulović no artigo estão os co-autores principais Mayuran Saravanapavanantham, um estudante de pós-graduação em engenharia elétrica e ciência da computação no MIT; e Jeremiah Mwaura, cientista pesquisador do Laboratório de Pesquisa Eletrônica do MIT. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Small Methods.

As células solares de silício tradicionais são frágeis, por isso devem ser envoltas em vidro e embaladas em uma estrutura de alumínio pesada e espessa, o que limita onde e como podem ser implantadas.

Seis anos atrás, a equipe do ONE Lab produziu células solares usando uma classe emergente de materiais de película fina que eram tão leves que podiam ficar em cima de uma bolha de sabão. Mas essas células solares ultrafinas foram fabricadas usando processos complexos baseados em vácuo, que podem ser caros e difíceis de escalar.

Neste trabalho, eles desenvolveram células solares de filme fino totalmente imprimíveis, usando materiais à base de tinta e técnicas de fabricação escaláveis.